KR20140020714A - Lightning energy storage system - Google Patents

Lightning energy storage system Download PDF

Info

Publication number
KR20140020714A
KR20140020714A KR1020130014146A KR20130014146A KR20140020714A KR 20140020714 A KR20140020714 A KR 20140020714A KR 1020130014146 A KR1020130014146 A KR 1020130014146A KR 20130014146 A KR20130014146 A KR 20130014146A KR 20140020714 A KR20140020714 A KR 20140020714A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
lightning
magnetic
electrical energy
storage system
charge
Prior art date
Application number
KR1020130014146A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
제임스 치 라이
Original Assignee
노던 라이트 세미컨덕터 코포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 노던 라이트 세미컨덕터 코포레이션 filed Critical 노던 라이트 세미컨덕터 코포레이션
Publication of KR20140020714A publication Critical patent/KR20140020714A/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05FSTATIC ELECTRICITY; NATURALLY-OCCURRING ELECTRICITY
    • H05F7/00Use of naturally-occurring electricity, e.g. lightning or static electricity
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/02Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances
    • H01B3/12Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances ceramics
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002Details
    • H01G4/018Dielectrics
    • H01G4/06Solid dielectrics
    • H01G4/08Inorganic dielectrics
    • H01G4/12Ceramic dielectrics
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02GINSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G13/00Installations of lightning conductors; Fastening thereof to supporting structure
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02GINSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G13/00Installations of lightning conductors; Fastening thereof to supporting structure
    • H02G13/20Active discharge triggering
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02GINSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G13/00Installations of lightning conductors; Fastening thereof to supporting structure
    • H02G13/40Connection to earth

Abstract

The embodiment of the present invention relates to an apparatus and method for collecting and/or storing electric energy of lighting. The specific embodiment provides a lightning energy storage system which includes a lightning rod, a wire, a lightning energy harvester, and a ground rod. The lightning rod attracts the lighting and transmits the electric energy. The lightning energy harvester includes at least one magnetic capacitor and a switch. The ground rod is connected to the wire. The switch is controlled by a control signal for guiding the electric energy to guide the electric energy to the ground through the ground rod or to charge the magnetic capacitor in response to the charging state of the magnetic capacitor. [Reference numerals] (2601) Detector; (2602) Switch; (2603) Transformer

Description

번개 에너지 저장 시스템{LIGHTNING ENERGY STORAGE SYSTEM}Lightning Energy Storage System {LIGHTNING ENERGY STORAGE SYSTEM}

본 발명의 실시 예는 에너지 저장 시스템에 관한 것이다. 특정 실시예는 번개 에너지 저장 시스템에 관한 것이다.Embodiments of the invention relate to an energy storage system. Certain embodiments relate to lightning energy storage systems.

수 년 동안 사람들은 현대 생활, 상업, 및 기술의 다양한 에너지 소비 시설을 위한 효율적이고 저렴한 에너지원을 찾으려고 시도하였다. 에너지원을 이용하는데 있어 주요 문제 중 하나는 환경을 보호하는 환경 친화적인 자원을 얻는 방법이다.For many years, people have tried to find efficient and inexpensive energy sources for various energy consuming facilities of modern life, commerce, and technology. One of the main problems in using energy sources is how to obtain environmentally friendly resources that protect the environment.

번개(lightning)는 대기 전기 방전 현상이다. 전기장이 충분히 강할 때, 전기 방전(번개의 벼락)이 구름 내에서 또는 구름과 땅 사이에 발생한다. 번개는 양극과 음극을 통해 발생한다. 음(negative)의 번개의 평균 벼락은 30,000암페어(ampere)(30kA)의 전기 전류를 운반하고, 15 쿨롱(coulomb)의 전기 전하와 500메가주울(Megajoule)의 에너지를 전달한다. 대형 번개의 벼락은 최대 120 kA와 350 쿨롱을 운반할 수 있다. 양(positive)의 번개의 평균 벼락은 음의 번개의 것보다 약 10 배인 약 300 kA의 전기 전류를 운반한다.Lightning is an atmospheric electrical discharge phenomenon. When the electric field is strong enough, electrical discharges (lightning strikes) occur in the clouds or between the clouds and the ground. Lightning occurs through the anode and cathode. The average thunderbolt of negative lightning carries 30,000 ampere (30 kA) of electrical current and delivers 15 coulombs of electrical charge and 500 megajoules of energy. Large lightning bolts can carry up to 120 kA and 350 coulombs. The average thunderbolt of positive lightning carries about 300 kA of electrical current, about 10 times that of negative lightning.

따라서 이러한 번개의 전기 에너지를 수집하고 및/또는 저장하는 장치를 가지는 것이 유리할 것이다.It would therefore be advantageous to have a device for collecting and / or storing the electrical energy of such lightning.

본 발명의 실시 예는 전기 에너지를 수집하고 및/또는 저장하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 특정 실시 예는 번개의 전기 에너지를 수집하고 및/또는 저장하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 특정 실시예는 피뢰침 로드(lightening rod), 와이어(wire), 번개 에너지 수확기 유닛, 및 접지 로드를 포함하는 번개 에너지 저장 시스템에 관한 것이다. 피뢰침 로드는 번개를 유인하고 전기 에너지를 전달하도록 구성된다. 번개 에너지 수확기 유닛은 적어도 하나의 자기 커패시터(magnetic capacitor)와 스위치를 포함한다. 자기 커패시터는 제 1 자기 섹션, 제 2 자기 섹션, 및 상기 제 1 자기 섹션과 제 2 자기 섹션 사이에 구성된 유전체 섹션을 포함한다. 유전체 섹션은 전기 에너지를 저장하도록 구성하고 전기 에너지 누설을 저감하고 바람직하게는 방지하기 위해 적어도 10 옹스트롬(angstrom)의 두께를 가지고 있다. 접지 로드는 와이어에 연결된다. 제어 신호는 전기 에너지를 접지 로드를 통해 접지로 가이드하거나 또는 자기 커패시터의 충전 상태에 응답하여 자기 커패시터를 충전하도록 전기 에너지를 가이드하기 위하여 스위치를 제어한다.Embodiments of the present invention relate to apparatus and methods for collecting and / or storing electrical energy. Certain embodiments relate to apparatus and methods for collecting and / or storing electrical energy of lightning. Certain embodiments relate to a lightning energy storage system that includes a lightning rod, a wire, a lightning energy harvester unit, and a ground rod. The lightning rods are configured to attract lightning and deliver electrical energy. The lightning energy harvester unit includes at least one magnetic capacitor and a switch. The magnetic capacitor includes a first magnetic section, a second magnetic section, and a dielectric section configured between the first magnetic section and the second magnetic section. The dielectric section is configured to store electrical energy and has a thickness of at least 10 angstroms to reduce and preferably prevent electrical energy leakage. The ground rod is connected to the wire. The control signal controls the switch to guide electrical energy to ground through the ground rod or to guide the electrical energy to charge the magnetic capacitor in response to the state of charge of the magnetic capacitor.

일 실시 예에서, 유전체 섹션의 두께는 100 옹스트롬이다.In one embodiment, the thickness of the dielectric section is 100 angstroms.

일 실시 예에서, 번개 에너지 수확기 유닛은 자기 커패시터를 충전하도록 전기 에너지의 전압을 조정하기 위하여 와이어에 연결된 변압기를 더 포함한다.In one embodiment, the lightning energy harvester unit further includes a transformer connected to the wire to regulate the voltage of the electrical energy to charge the magnetic capacitor.

일 실시 예에서, 번개 에너지 수확기 유닛은 환경적으로 밀봉된 커버를 구비하는 박스에 패키징된다.In one embodiment, the lightning energy harvester unit is packaged in a box having an environmentally sealed cover.

일 실시 예에서, 번개 에너지 수확기 유닛은 자기 커패시터의 충전 상태를 검출하고 이 충전 상태에 응답하여 제어 신호를 발신하는 검출기를 더 포함한다.In one embodiment, the lightning energy harvester unit further includes a detector for detecting a state of charge of the magnetic capacitor and sending a control signal in response to the state of charge.

일 실시 예에서, 번개 에너지 수확기 유닛은 병렬 연결되고 기판으로 제조된 복수의 자기 커패시터를 포함한다.In one embodiment, the lightning energy harvester unit includes a plurality of magnetic capacitors connected in parallel and made of a substrate.

실시 예에서, 기판은 제 1 커넥터와 제 2 커넥터를 더 포함하고, 상기 전기 에너지는 제 1 커넥터를 통해 자기 커패시터를 충전하고 상기 자기 커패시터는 제 2 커넥터를 통해 외부 디바이스에 전기 에너지를 공급한다.In an embodiment, the substrate further comprises a first connector and a second connector, wherein the electrical energy charges the magnetic capacitor through the first connector and the magnetic capacitor supplies electrical energy to an external device through the second connector.

실시 예에서, 상기 기판은 접지 로드에 연결된 제 3 커넥터를 더 포함한다.In an embodiment, the substrate further comprises a third connector connected to the ground rod.

일 실시 예에서, 자기 커패시터의 충전 상태가 완전히 충전될 때, 스위치는 접지 로드로 전기 에너지를 가이드하도록 제 3 커넥터와 연결하기 위하여 제 1 커넥터를 스위칭하고, 자기 커패시터의 충전 상태가 완전히 충전되지 않은 경우, 스위치는 자기 커패시터를 충전하도록 전기 에너지를 가이드하기 위하여 자기 커패시터와 연결하도록 제 1 커넥터를 스위칭한다.In one embodiment, when the state of charge of the magnetic capacitor is fully charged, the switch switches the first connector to connect with the third connector to guide electrical energy to the ground rod, and the state of charge of the magnetic capacitor is not fully charged. In this case, the switch switches the first connector to connect with the magnetic capacitor to guide the electrical energy to charge the magnetic capacitor.

본 발명의 전술된 내용 뿐만 아니라 다른 측면, 특징, 잇점, 및 실시예를 보다 명확히 하기 위해, 첨부 도면이 다음과 같이 설명된다 :
도 1은 본 발명의 실시 예에 따라 번개의 전기 에너지를 수집하고 저장하기 위한 장치의 개략적인 블록도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 번개의 전기 에너지를 저장하기 위한 자기 커패시터의 개략도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따라 번개의 전기 에너지를 저장하기 위해 함께 기판으로 제조된 복수의 자기 커패시터의 개략도.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 번개의 전기 에너지를 저장하기 위해 함께 기판으로 제조된 복수의 자기 커패시터의 개략도.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따라 번개의 전기 에너지를 수집하고 저장하기 위한 장치의 개략적인 블록도.
To clarify other aspects, features, advantages, and embodiments of the present invention as well as the foregoing, the accompanying drawings are described as follows:
1 is a schematic block diagram of an apparatus for collecting and storing electrical energy of lightning in accordance with an embodiment of the invention.
2 is a schematic diagram of a magnetic capacitor for storing electrical energy of lightning in accordance with an embodiment of the present invention.
3 is a schematic diagram of a plurality of magnetic capacitors fabricated together as a substrate for storing electrical energy of lightning in accordance with an embodiment of the invention.
4 is a schematic diagram of a plurality of magnetic capacitors fabricated together as a substrate for storing electrical energy of lightning in accordance with another embodiment of the present invention.
5 is a schematic block diagram of an apparatus for collecting and storing electrical energy of lightning in accordance with another embodiment of the present invention.

이제 본 발명의 다양한 실시예를 보다 상세히 참조하며, 이들 하나 이상의 실시예는 도면에 설명되어 있다. 각 실시예는 본 발명을 설명하기 위하여 제공된 것이며, 본 발명을 제한하려는 것으로 의도된 것이 전혀 아니다. 예를 들어, 하나의 실시 예의 일부분으로 설명되거나 도시된 특징은 또 다른 실시 예를 얻기 위한 다른 실시 예와 연계하여 사용될 수 있다. 본 발명은 그 변형과 변경을 포함하는 것으로 의도된다.Reference is now made in detail to various embodiments of the invention, one or more of which are described in the drawings. Each example is provided by way of explanation of the invention, and is not intended to be limiting of the invention. For example, features described or shown as part of one embodiment may be used in conjunction with another embodiment to obtain another embodiment. It is intended that the present invention cover such modifications and variations.

도 1은 번개의 전기 에너지를 수집하고 저장하기 위한 장치의 개략적인 블록도이다. 번개의 전기 에너지를 수집하고 저장하기 위한 장치(100)는 하나 이상의 피뢰침 로드(101), 와이어(102), 하나 이상의 번개 에너지 수확기(LEH: lightning energy harvester) 유닛(103), 및 접지 로드(104)를 포함한다. 피뢰침 로드(101)는 번개를 유인하고 전기 에너지를 전달하도록 구성된다. 피뢰침 로드(101)는 빌딩의 상부에 장착된 금속 로드 또는 금속 물체이다. 다른 실시 예에서, 피뢰침 로드(101)는 타워(201)의 상부에 장착된다.1 is a schematic block diagram of an apparatus for collecting and storing electrical energy of lightning. The apparatus 100 for collecting and storing electrical energy of lightning includes one or more lightning rod rods 101, wires 102, one or more lightning energy harvester (LEH) units 103, and ground rods 104. ). The lightning rod 101 is configured to attract lightning and deliver electrical energy. Lightning rod 101 is a metal rod or metal object mounted on the top of a building. In another embodiment, the lightning rod rod 101 is mounted on top of the tower 201.

와이어(102)는 피뢰침 로드(101)와 번개 에너지 수확기(LEH) 유닛(103) 또는 접지 로드(104) 사이를 연결시에 배치된다. 와이어(102)의 구조적 적응은 피뢰침 로드(101)로부터 전기 에너지를 저장을 위한 번개 에너지 수확기(LEH) 유닛(103)으로 또는 방전을 위한 접지 로드(104)로 가이드하기 위한 것이다.Wire 102 is disposed upon connection between lightning rod 101 and lightning energy harvester (LEH) unit 103 or ground rod 104. The structural adaptation of the wire 102 is to guide electrical energy from the lightning rod 101 to the lightning energy harvester (LEH) unit 103 for storage or to the ground rod 104 for discharge.

일 실시 예에서, 번개 에너지 수확기 유닛(103)은 박스로 패키징된다. 이 박스는 기상 요소로부터 안전과 보호를 위해 환경적으로 밀봉된 커버를 구비한다. 번개 에너지 수확기(LEH) 유닛(103)은 하나 이상의 자기 커패시터(magnetic capacitor)(200)로 구성된다. 자기 커패시터는 GMC(Giant Magnetic Capacitance) 이론에 기초하여 구성된다. 이것은 동등한 크기 및 유전체 물질로 된 표준 커패시터의 것보다 106 내지 1017배 더 큰 용량을 가지고 있다. 자기 커패시터는 에너지 저장 장치이다. 도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 번개의 전기 에너지를 저장하기 위한 자기 커패시터의 개략도를 도시한다. 자기 커패시터(200)는 제 1 자기 섹션(210), 제 2 자기 섹션(220), 및 상기 제 1 자기 섹션(210) 및 제 2 자기 섹션(220) 사이에 구성된 유전체 섹션(230)을 구비한다. 유전체 섹션(230)은 박막이며, 유전체 섹션(230)은 BaTiO3 또는 TiO3와 같은 유전체 물질로 구성된다. 유전체 섹션(230)은 전기 에너지를 저장하도록 배열되며, 제 1 자기 섹션(210) 및 제 2 자기 섹션(220)은 전류가 통과(즉, 전기 에너지 누설)하지 못하게 하는 절연 효과를 생성하는데 필요하다. 게다가, 유전체 섹션(230)은 전기 에너지 누출을 방지하기 위해 적어도 10 옹스트롬(Å)의 두께를 구비한다. 일 실시 예에서, 유전체 섹션(230)의 두께는 적어도 10Å, 적어도 100Å 및/또는 전기 에너지 누설을 방지하기 위해 100Å이다.In one embodiment, the lightning energy harvester unit 103 is packaged in a box. The box has an environmentally sealed cover for safety and protection from meteorological elements. Lightning energy harvester (LEH) unit 103 consists of one or more magnetic capacitors 200. Magnetic capacitors are constructed based on the theory of Giant Magnetic Capacitance (GMC). It has a capacity of 10 6 to 10 17 times larger than that of standard capacitors of equivalent size and dielectric material. Magnetic capacitors are energy storage devices. 2 shows a schematic diagram of a magnetic capacitor for storing electrical energy of lightning according to an embodiment of the present invention. The magnetic capacitor 200 has a first magnetic section 210, a second magnetic section 220, and a dielectric section 230 configured between the first magnetic section 210 and the second magnetic section 220. . Dielectric section 230 is a thin film, and dielectric section 230 is comprised of a dielectric material such as BaTiO 3 or TiO 3 . Dielectric section 230 is arranged to store electrical energy, and first magnetic section 210 and second magnetic section 220 are necessary to create an insulating effect that prevents current from passing through (i.e., leakage of electrical energy). . In addition, the dielectric section 230 has a thickness of at least 10 angstroms to prevent electrical energy leakage. In one embodiment, the thickness of dielectric section 230 is at least 10 kV, at least 100 kV and / or 100 kV to prevent electrical energy leakage.

또 다른 실시 예에서, 복수의 자기 커패시터(200)는 도 3에 도시된 바와 같이 번개 에너지 수확기 유닛(103)을 형성하기 위해 함께 기판(240)으로 제조될 수 있다. 제1 커넥터(250)는 와이어(102)에 연결하기 위해 기판(240)에 형성된다. 이러한 자기 커패시터(200)는 병렬로 연결되고 번개의 전기 에너지를 수신하기 위해 제1 커넥터(250)에 연결되고, 외부 디바이스에 전기 에너지를 공급하기 위해 제2 커넥터(253)에 연결된다.In another embodiment, the plurality of magnetic capacitors 200 may be fabricated together with the substrate 240 to form the lightning energy harvester unit 103 as shown in FIG. 3. The first connector 250 is formed on the substrate 240 to connect to the wire 102. These magnetic capacitors 200 are connected in parallel and connected to the first connector 250 to receive electrical energy of lightning, and to the second connector 253 to supply electrical energy to an external device.

다른 실시 예에서, 번개 에너지 수확기 유닛(103)은 전력 관리 모듈 (260)을 더 포함한다. 전력 관리 모듈(260)은 제1 커넥터(250)를 통해 와이어(102)에 연결되고, 제3 커넥터(252)를 통해 접지 로드(104)에 연결된다. 전력 관리 모듈 (260)은 검출기(2601)와 스위치(2602)를 포함한다. 검출기(2601)는 자기 커패시터(200)에 저장된 전기 에너지의 상태를 결정하기 위해 자기 커패시터(200)를 검출한다. 일 실시 예에서, 자기 커패시터(200)에 저장된 전기 에너지가 설정값을 초과하면, 검출기(2601)는 접지 로드(104)를 통해 접지로 번개의 전기 에너지를 가이드하도록 스위치(2602)를 스위칭하기 위해 스위치(2602)에 제어 신호를 발신한다. 예를 들어, 피뢰침 로드(101)는 자기 커패시터(200)를 충전하기 위해 번개의 전기 에너지를 수신한다. 검출기(2601)는 실시간으로 이들 자기 커패시터(200)의 충전 상태를 검출한다. 검출기(2601)가 자기 커패시터(200)가 완전히 충전된 것으로 결정하면, 검출기(2601)는 접지 로드(104)를 통해 접지로 번개의 전기 에너지를 가이드하도록 스위치(2602)를 스위칭하기 위한 제어 신호를 발신한다. 또한, 특정 실시 예에서, 전력 관리 모듈(260)은 자기 커패시터(200)를 충전하도록 충전 전압으로 번개의 전기 에너지의 전압을 변환하기 위해 변압기(2603)를 더 포함한다.In another embodiment, the lightning energy harvester unit 103 further includes a power management module 260. The power management module 260 is connected to the wire 102 through the first connector 250 and to the ground rod 104 through the third connector 252. The power management module 260 includes a detector 2601 and a switch 2602. Detector 2601 detects magnetic capacitor 200 to determine the state of electrical energy stored in magnetic capacitor 200. In one embodiment, if the electrical energy stored in the magnetic capacitor 200 exceeds a set value, the detector 2601 may switch the switch 2602 to guide the electrical energy of the lightning to ground through the ground rod 104. A control signal is sent to the switch 2602. For example, the lightning rod 101 receives the electrical energy of lightning to charge the magnetic capacitor 200. Detector 2601 detects the state of charge of these magnetic capacitors 200 in real time. When detector 2601 determines that magnetic capacitor 200 is fully charged, detector 2601 receives a control signal for switching switch 2602 to guide electrical energy of lightning to ground through ground rod 104. Send. Further, in certain embodiments, power management module 260 further includes a transformer 2603 to convert the voltage of electrical energy of lightning into a charging voltage to charge magnetic capacitor 200.

이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 여러 변형과 변경이 본 발명의 사상이나 범위를 벗어남이 없이 본 발명의 구조에 이루어질 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 전술된 바에 따라, 본 발명은 이하 특허청구범위 내에 있는 한 본 발명의 변형과 변경을 포함하는 것으로 의도된다.Those skilled in the art will appreciate that various modifications and changes can be made to the structure of the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. As described above, the present invention is intended to cover modifications and variations of the present invention as long as they are within the scope of the following claims.

Claims (11)

번개 에너지 저장 시스템으로서,
번개를 유인하고 전기 에너지를 전달하도록 구성된 피뢰침 로드;
와이어;
번개 에너지 수확기 유닛으로서, 상기 번개 에너지 수확기 유닛은 적어도 하나의 자기 커패시터와 스위치를 구비하며, 상기 적어도 하나의 자기 커패시터 각각은,
제 1 자기 섹션;
제 2 자기 섹션; 및
상기 제 1 자기 섹션과 상기 제 2 자기 섹션 사이에 구성된 유전체 섹션으로서, 상기 유전체 섹션은 상기 전기 에너지를 저장하도록 구성되고, 상기 유전체 섹션은 적어도 10 옹스트롬의 두께를 가지고 있는 유전체 섹션을 구비하는 번개 에너지 수확기 유닛; 및
접지 로드를 포함하며,
제어 신호를 상기 접지 로드를 통해 접지로 상기 전기 에너지를 가이드하거나 또는 상기 적어도 하나의 자기 커패시터의 충전 상태에 응답하여 상기 적어도 하나의 자기 커패시터를 충전하도록 상기 전기 에너지를 가이드하기 위하여 상기 스위치를 제어하는 것을 특징으로 하는 번개 에너지 저장 시스템.
As a lightning energy storage system,
Lightning rod rods configured to attract lightning and deliver electrical energy;
wire;
A lightning energy harvester unit, the lightning energy harvester unit having at least one magnetic capacitor and a switch, wherein each of the at least one magnetic capacitor is:
A first magnetic section;
A second magnetic section; And
A dielectric section configured between the first magnetic section and the second magnetic section, the dielectric section being configured to store the electrical energy, the dielectric section having a dielectric section having a thickness of at least 10 angstroms Harvester units; And
Includes a ground rod,
Controlling the switch to guide the electrical energy to ground through the ground rod or to guide the electrical energy to charge the at least one magnetic capacitor in response to a state of charge of the at least one magnetic capacitor. Lightning energy storage system, characterized in that.
제 1 항에 있어서, 상기 유전체 섹션의 두께는 적어도 100 옹스트롬인 것을 특징으로 하는 번개 에너지 저장 시스템.2. The lightning energy storage system of claim 1 wherein the thickness of the dielectric section is at least 100 angstroms. 제 1항에 있어서, 상기 번개 에너지 수확기 유닛은 상기 와이어에 연결된 변압기를 더 포함하며,
상기 변압기는 상기 적어도 하나의 자기 커패시터를 충전하기 위해 상기 전기 에너지의 전압을 조정하는 것을 특징으로 하는 번개 에너지 저장 시스템.
The energy harvester unit of claim 1, further comprising a transformer connected to the wire,
The transformer regulates the voltage of the electrical energy to charge the at least one magnetic capacitor.
제 1항에 있어서, 상기 번개 에너지 수확기 유닛은 환경적으로 밀봉된 커버를 구비하는 박스로 패키징된 것을 특징으로 하는 번개 에너지 저장 시스템.2. The lightning energy storage system of claim 1 wherein the lightning energy harvester unit is packaged in a box having an environmentally sealed cover. 제 1항에 있어서, 상기 번개 에너지 수확기 유닛은 상기 적어도 하나의 자기 커패시터의 충전 상태를 검출하고 상기 충전 상태에 응답하여 상기 제어 신호를 발신하는 검출기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 번개 에너지 저장 시스템.The system of claim 1, wherein said lightning energy harvester unit further comprises a detector for detecting a state of charge of said at least one magnetic capacitor and sending said control signal in response to said state of charge. 제 1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 자기 커패시터는 복수의 자기 커패시터를 포함하며, 상기 복수의 자기 커패시터는 병렬로 연결된 것을 특징으로 하는 번개 에너지 저장 시스템.The lightning energy storage system of claim 1, wherein the at least one magnetic capacitor comprises a plurality of magnetic capacitors, the plurality of magnetic capacitors connected in parallel. 제 6항에 있어서, 상기 복수의 자기 커패시터는 기판 내에 있는 것을 특징으로 하는 번개 에너지 저장 시스템.7. The lightning energy storage system of claim 6 wherein the plurality of magnetic capacitors are in a substrate. 제 7항에 있어서, 상기 기판은 제 1 커넥터와 제 2 커넥터를 더 포함하며,
상기 전기 에너지는 상기 제 1 커넥터를 통해 상기 복수의 자기 커패시터를 충전하며, 상기 복수의 자기 커패시터는 상기 제 2 커넥터를 통해 외부 디바이스로 상기 전기 에너지를 공급하는 것을 특징으로 하는 번개 에너지 저장 시스템.
The method of claim 7, wherein the substrate further comprises a first connector and a second connector,
The electrical energy charges the plurality of magnetic capacitors through the first connector, wherein the plurality of magnetic capacitors supply the electrical energy to an external device through the second connector.
제 8항에 있어서, 상기 기판은 상기 접지 로드에 연결된 제 3 커넥터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 번개 에너지 저장 시스템.9. The lightning energy storage system of claim 8, wherein said substrate further comprises a third connector connected to said ground rod. 제 9항에 있어서, 상기 복수의 자기 커패시터의 충전 상태가 완전히 충전되면, 상기 스위치는 상기 접지 로드에 상기 전기 에너지를 가이드하도록 상기 제 3 커넥터와 연결하기 위하여 상기 제 1 커넥터를 스위칭하는 것을 특징으로 하는 번개 에너지 저장 시스템.10. The method of claim 9, wherein when the state of charge of the plurality of magnetic capacitors is fully charged, the switch switches the first connector to connect with the third connector to guide the electrical energy to the ground rod. Lightning energy storage system. 제 9항에 있어서, 상기 복수의 자기 커패시터의 충전 상태가 완전히 충전되지 않은 경우, 상기 스위치는 상기 복수의 자기 커패시터를 충전하도록 상기 전기 에너지를 가이드하기 위하여 상기 복수의 자기 커패시터와 연결하도록 상기 제 1 커넥터를 스위칭하는 것을 특징으로 하는 번개 에너지 저장 시스템.10. The method of claim 9, wherein when the state of charge of the plurality of magnetic capacitors is not fully charged, the switch is configured to connect with the plurality of magnetic capacitors to guide the electrical energy to charge the plurality of magnetic capacitors. Lightning energy storage system, characterized in that for switching the connector.
KR1020130014146A 2012-08-09 2013-02-07 Lightning energy storage system KR20140020714A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/571,057 US20140042987A1 (en) 2012-08-09 2012-08-09 Lightning energy storage system
US13/571,057 2012-08-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20140020714A true KR20140020714A (en) 2014-02-19

Family

ID=47560802

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130014146A KR20140020714A (en) 2012-08-09 2013-02-07 Lightning energy storage system

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20140042987A1 (en)
JP (1) JP2014036570A (en)
KR (1) KR20140020714A (en)
CN (2) CN203761141U (en)
DE (2) DE102013200111A1 (en)
GB (1) GB2504788B (en)
TW (2) TW201407916A (en)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140042987A1 (en) * 2012-08-09 2014-02-13 Northern Lights Semiconductor Corp. Lightning energy storage system
WO2015050982A1 (en) 2013-10-01 2015-04-09 E1023 Corporation Magnetically enhanced energy storage system and methods
JP6143228B2 (en) * 2014-03-03 2017-06-07 日本電信電話株式会社 Lightning surge intrusion reduction and energy storage system
US10026551B2 (en) 2014-06-23 2018-07-17 Industrial Technology Research Institute Magnetic capacitor structures
JP6498945B2 (en) * 2015-01-15 2019-04-10 国立大学法人東北大学 Power storage device and manufacturing method thereof
JP6168229B1 (en) * 2016-11-25 2017-07-26 株式会社落雷抑制システムズ Lightning strike monitoring system
CN106787229A (en) * 2017-01-17 2017-05-31 安阳师范学院 A kind of lightning collects storage device
CN107275930B (en) * 2017-06-23 2019-03-01 江苏川普电气有限公司 A kind of absorption energy storage peak clipping arrester
CN107504462A (en) * 2017-09-21 2017-12-22 重庆秉为科技有限公司 A kind of LED street lamp installation method
WO2020060657A2 (en) * 2018-07-14 2020-03-26 Carl Swanson A method for capturing pressure and generating electricity from shockwaves created by lightning/electrical arcing
CN109256867A (en) * 2018-12-05 2019-01-22 贵州电网有限责任公司 A kind of thunder and lightning power generator
CN111130051B (en) * 2020-02-14 2020-12-25 广西电网有限责任公司电力科学研究院 Collection device based on insulator
WO2022185439A1 (en) * 2021-03-03 2022-09-09 日本電信電話株式会社 Lightning energy conversion device
WO2023238290A1 (en) * 2022-06-08 2023-12-14 日本電信電話株式会社 Charging device
US20240023222A1 (en) * 2022-07-13 2024-01-18 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus for harvesting a static electric charge

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63245971A (en) * 1987-03-31 1988-10-13 Sumitomo Electric Ind Ltd Lightening energy storage device
JPH01177837A (en) * 1988-01-05 1989-07-14 Canon Inc Energy storage device
DE4034100A1 (en) * 1990-10-26 1992-04-30 Armin Pengel Lightning energy storage plant with voltage distribution transformers - arranged in simple, parallel and series circuits with sec. winding output rectifiers and storage capacitors
DE4205521A1 (en) * 1990-10-26 1993-04-01 Armin Pengel Receiving accumulation system for lightning energy - picks up atmospheric thunderstorm cloud discharge lightning and stores its energy
GB2466840B (en) * 2009-01-12 2011-02-23 Northern Lights Semiconductor A parallel plate magnetic capacitor and electric energy storage device
JP3144489U (en) * 2008-03-14 2008-09-04 昌俊 水上 Lightning power storage device
US8102078B2 (en) * 2008-07-14 2012-01-24 Sefe, Inc. Dynamic electrical converter system
CN101656433A (en) * 2008-08-19 2010-02-24 光宝科技股份有限公司 Fault protection device
CN201323465Y (en) * 2008-12-29 2009-10-07 郑州大学 Power storage system utilizing lightning power
US20100214718A1 (en) * 2009-02-24 2010-08-26 Chia-Fu Yeh Magnetic capacitor
WO2010108239A2 (en) * 2009-03-24 2010-09-30 Robert Rener Procedure for accumulation and distribution of lightning electrical energy
JP2011003892A (en) * 2009-06-18 2011-01-06 Northern Lights Semiconductor Corp Dram cell
US8045314B2 (en) * 2009-08-01 2011-10-25 The Travis Business Group, Inc. Method of atmospheric discharge energy conversion, storage and distribution
CN102064475A (en) * 2009-11-13 2011-05-18 上海市闸北区和田路小学 Electricity-absorbing lightning rod
TWI465003B (en) * 2009-12-30 2014-12-11 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Solar storage system and method of charge using the same
KR101061162B1 (en) * 2010-04-30 2011-08-31 선광엘티아이 주식회사 System for measuring lightning current using condenser and system for accumulating energy using lightning current
US20140042987A1 (en) * 2012-08-09 2014-02-13 Northern Lights Semiconductor Corp. Lightning energy storage system

Also Published As

Publication number Publication date
GB2504788B (en) 2017-05-17
US20140042987A1 (en) 2014-02-13
TW201407916A (en) 2014-02-16
GB201221386D0 (en) 2013-01-09
JP2014036570A (en) 2014-02-24
DE102013200111A1 (en) 2014-02-13
CN103580289A (en) 2014-02-12
TWM462474U (en) 2013-09-21
GB2504788A (en) 2014-02-12
CN203761141U (en) 2014-08-06
DE202013101778U1 (en) 2013-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20140020714A (en) Lightning energy storage system
US20180261373A1 (en) Voltage or Impedance-Injection Method Using Transformers with Multiple Secondary Windings for Dynamic Power Flow Control
US10424929B2 (en) Transformers with multi-turn primary windings for dynamic power flow control
US11457520B2 (en) Lightning suppression type arrester
US20120187089A1 (en) High-voltage, super-voltage and heavy current breaker
CN105356445A (en) PID (proportion, integration and differentiation) effect inhibition device for photovoltaic power generation system and photovoltaic power generation system
US20160156175A1 (en) Current-limiting reactor apparatus
CN103928913A (en) High-voltage direct-current circuit breaker based on rapid repulsion force mechanism and insulating transformer
CN203415971U (en) Anti-overvoltage surge protection control circuit designed based on field-effect transistor
Mukherjee et al. Cable overvoltage for MMC based VSC HVDC system: Interaction with converters
CN203800578U (en) High-voltage direct-current circuit breaker
US20160036233A1 (en) Series-parallel conversion power device
CN103474987A (en) Electric transmission line on-line monitoring device energy obtaining system based on ground wire induction
CN203367188U (en) Opening/closing loop of permanent magnetic mechanism breaker
CN109412130B (en) Mechanical direct current breaker and charging circuit thereof
CN207664639U (en) A kind of CT energy taking devices for high-pressure system
CN205304243U (en) A PID effect suppression device and photovoltaic power generation system for photovoltaic power generation system
EP2341598B1 (en) A modular energy storage device for a high voltage electrical power system
CN104332833A (en) Electrical control high-tension switch cabinet
JP3184821U (en) Lightning energy storage system
CN204858553U (en) LXFB type is big to hold combination formula overvoltage protection
CN101908403A (en) Inductance element, power factor correction circuit and switch power supply
Rohani et al. Improved EHV line switching surge control via controlled switching technique
CN104394641A (en) Thunder and lightning energy receiving system
CN109494839A (en) Battery energy storage integrated system and method

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application